高中化學(xué)《化工生產(chǎn)過程中的基本問題》文字素材1 新人教版選修2

1、第一單元課題1 化工生產(chǎn)過程中的基本問題 素材1、我國硫酸生產(chǎn)的原料問題（1）19881992年中國硫酸生產(chǎn)的原料構(gòu)成(%)（2）我國的硫酸工業(yè)起始于19世紀(jì)70年代。在舊中國產(chǎn)量很少，產(chǎn)量最高的1942年約18萬噸，1949年產(chǎn)量只有4萬噸。新中國成立后，硫酸工業(yè)獲得了高速發(fā)展。（3） 我國生產(chǎn)的硫酸以硫鐵礦為主要原料，1957年用硫鐵礦生產(chǎn)的硫酸占總產(chǎn)量的93.8。從60年代開始，用有色金屬冶煉煙氣制硫酸有了較大發(fā)展。70年代初，開始發(fā)展用硫黃制硫酸。硫鐵礦生產(chǎn)的硫酸所占比重有所下降。（4） 我國著名的硫鐵礦有：廣東云浮硫鐵礦，該礦是亞洲最大的硫鐵礦，世界有名。礦床儲(chǔ)量2.08億噸，含硫品

2、位高達(dá)31.04。目前年生產(chǎn)能力300萬噸。安徽銅陵新橋礦，年生產(chǎn)能力110萬噸。此外還有內(nèi)蒙古炭窯口硫鐵礦、廣東英德、山西陽泉、南京云臺(tái)山等。（5） 內(nèi)蒙古東升廟硫鐵礦已完成勘探工作，探明儲(chǔ)量289億噸，伴生有可觀的鋅、鋁、銅、銀、金、鈷、鎘等金屬，是我國北方最大的硫鐵礦。（6） 經(jīng)四川省化工地質(zhì)隊(duì)探明，四川敘永縣兩河硫鐵礦區(qū)五角山礦段礦石儲(chǔ)量為1.65億噸平均品位17，屬特大型硫鐵礦床。（7） 對(duì)硫鐵礦渣的利用，除一部分含鐵量較高的礦渣用于煉鐵以外，相當(dāng)一部分礦渣用作生產(chǎn)水泥的原料。上海硫酸廠和北?；蕪S研究用硫鐵礦渣制磚的技術(shù)取得成功，為處理礦渣開辟了新的途經(jīng)。接蝕法硫酸廠用硫鐵礦作原料

3、的硫利用率，1950年為82，1956年提高到90.4，1983年達(dá)到94.6，比較先進(jìn)的工廠達(dá)到96.2，接近于國際先進(jìn)水平。采用硫鐵礦制硫酸的沸騰焙燒（固體流態(tài)化）技術(shù)是50年代發(fā)展起來的。1950年聯(lián)邦德國巴斯夫（BASF）公司首先建設(shè)了試驗(yàn)爐。1952年有幾個(gè)系統(tǒng)投入生產(chǎn)。同時(shí)，多爾（Dorr）公司也開始應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。我國南京永利寧廠，在將硫酸原料改為硫鐵礦之后，于1956年開發(fā)了自己的硫鐵礦沸騰焙燒技術(shù)，并在同年應(yīng)用于該廠新建的硫酸第四系統(tǒng)。我國的沸騰焙燒技術(shù)也步入了國際硫酸工業(yè)的前列。（8） 硫酸生產(chǎn)過程中放出大量反應(yīng)熱。對(duì)反應(yīng)熱的利用程度是衡量硫酸工業(yè)技術(shù)水平的一個(gè)重要標(biāo)志。60

4、年代后期，南京化學(xué)工業(yè)公司磷肥廠和大連化工廠分別試用強(qiáng)制循環(huán)和自然循環(huán)產(chǎn)生中壓蒸汽的余熱鍋爐，回收利用焙燒硫鐵礦的高溫反應(yīng)熱，取得成功。1978年以來，國家重視這項(xiàng)成就的推廣應(yīng)用，撥出大量資金和材料，使大部分大、中型硫酸廠實(shí)現(xiàn)了硫酸生產(chǎn)的余熱利用，收到了顯著的效果。例如南京化學(xué)工業(yè)公司磷肥廠，每年生產(chǎn)硫酸20多萬噸，回收利用余熱產(chǎn)生的中壓過熱蒸汽，發(fā)電3000多萬度。該廠生產(chǎn)硫酸用電量大約占發(fā)電量的一半，另一半送入了電網(wǎng)。這表明，硫酸工廠回收利用余熱以后，可以把一個(gè)消費(fèi)動(dòng)力的工廠，轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛲夤?yīng)動(dòng)力的工廠。2、 二氧化硫污染大氣的罪魁煤，平均含硫量約為2.5%-3%。為治理煤燃燒時(shí)造成的二氧化

5、硫污染，一種辦法是事先從煤中除去硫。 但是只有一部分煤中的硫主要以黃鐵礦（FeS2）的形態(tài)存在；這樣的煤以脫硫工藝處理后其含硫量可降低到約為1%。大部分的煤中還含有較多的有機(jī)硫化合物，這樣的煤以脫硫平均只能除去原含硫量的約40%。另一類治理二氧化硫污染的辦法是處理生成的二氧化硫。高濃度的SO2（如某些有色金屬治煉廠排放的） 可直接 用于生產(chǎn)硫酸。低濃度的SO2多用堿吸收法處理，已采用過的及還在采用的堿性吸收劑有石灰漿液、石灰石漿液、氫氧化鎂漿液、氨水、氫氧化鈉等。例如有石灰漿液吸收SO2，生成難溶于水的亞硫酸鈣： SO2+Ca（OH）2=CaSO3+H2O 還可進(jìn)一步利用空氣中的氧氣將CaSO

6、3氧化為石膏 (CaSO4·2H2O）應(yīng)用，反應(yīng)方程式為： 2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O 但是，至今還沒有找到令人完全滿意的治理SO2污染大氣的辦法。3. 硫酸工業(yè)三廢的處理尾氣的組成：SO2,O2,N2（1）廢氣氨水吸收法SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3（NH4）2SO3+H2SO4=（NH4）2SO4+SO2+H2O（或 NH3·H2O 2NH3·H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O、(NH4)2SO3 +SO2+H2O=NH4HSO3 ）或：堿吸收法： Na2CO3 Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO

7、2 Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3處理物（NH4）2SO4作化肥 SO2可循環(huán)利用，可作它用（2）廢水石灰乳中和法硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程中的污水常含有硫酸等雜質(zhì)，一般用石灰乳中和處理H2SO4+Ca（OH）2=CaSO4+2H2O（3）廢渣硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程中黃鐵礦的礦渣一般用作制造礦渣水泥和礦渣磚，含鐵品位高的礦渣，經(jīng)處理后可用于煉鐵。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO24. 環(huán)境污染：由于人為的因素，環(huán)境受到有害物質(zhì)的污染，使生物的生長(zhǎng)繁殖和人類的正常生活受到了有害的影響。（1）大氣污染大氣污染的定義：大氣中有毒、有害物質(zhì)的含量超過了正常值或大氣的自凈能力時(shí)就產(chǎn)生了大氣污染主要的大氣

8、污染 物：硫的化合物、氮的化合物、碳的氧化物和氫化物、煙塵、含鹵化合物、放射性物質(zhì)大氣污染物的產(chǎn)生：工業(yè)尾氣的大量排放，礦石燃料產(chǎn)生的氣體和煙塵大氣污染物的危害：危害人體健康和動(dòng)物的生長(zhǎng)，形成酸雨，影響植物生長(zhǎng)，形成溫室效應(yīng)、破壞臭氧層。（2）水污染水污染的定義：使水和水體的物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化或使生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體使用價(jià)值的現(xiàn)象叫水污染水污染的種類：酸、堿、鹽等無機(jī)物、重金屬、植物營養(yǎng)物質(zhì)、石油農(nóng)藥以及合成洗滌劑。水污染的來源：工業(yè)污水、生活污水的排放化肥農(nóng)藥、合成洗滌劑的濫用等水污染的危害： 水污染對(duì)水產(chǎn)業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和人類的身體健康都有很大的危害。（3）赤 潮

9、我們?nèi)粘Ｉ钪械奈鬯湍承┕I(yè)廢水中，經(jīng)常含有一定量的氮和磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)，農(nóng)業(yè)中大量使用的化肥也離不開氮和磷這兩種元素，同時(shí)我們?nèi)粘Ｊ褂玫暮铣上礈靹┲幸埠胁簧俚牧?，這些污水聚集后，使水中微生物和藻類迅速生長(zhǎng)，它們的繁殖、生長(zhǎng)、腐敗，使水中氧氣大量減少，導(dǎo)致魚類等水生生物死亡，使水質(zhì)惡化。這種由于水體中植物營養(yǎng)物質(zhì)過多而引起的污染，叫水體的“富營養(yǎng)化”，這種現(xiàn)象在海灣出現(xiàn)叫“赤潮”。（4）土壤污染土壤污染的定義： 進(jìn)入土壤的污染物超過了土壤凈化能力，就會(huì)引起土壤質(zhì)量下降，這種現(xiàn)象叫土壤污染。土壤污染的主要物質(zhì)： 城市污水、工業(yè)廢水、生活垃圾、工礦企業(yè)固體廢棄物、化肥農(nóng)藥。土壤污染的危害：影響

10、植物的生長(zhǎng)、使人類的食品受到污染、有害物質(zhì)隨水流動(dòng)造成水的污染（5）、全球性的環(huán)境惡化已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注，我國政府為了改善環(huán)境作出了不懈努力，但也應(yīng)該看到，我們要做的還很多：每年27億立方噸的工業(yè)污水只有不到30%經(jīng)過處理，而又只有不到50%的“處理過”的工業(yè)污水能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn) 在絕大多數(shù)工業(yè)城鎮(zhèn)，灰塵和懸浮顆粒含量超標(biāo)幾倍 每年有5億多的肥沃土地被侵蝕流失 現(xiàn)存的淡水資源只有2400噸/單位/年，不到世界平均水平的1/4（6）由于環(huán)境污染，使國內(nèi)每年的損失約為億元。專家呼吁，增強(qiáng)公眾每一個(gè)人的環(huán)保意識(shí)是當(dāng)務(wù)之急。據(jù)光明日?qǐng)?bào)報(bào)道，在由環(huán)境污染造成的損失中，水質(zhì)污染帶來的損失為億元。自年代到現(xiàn)

11、在，全國監(jiān)測(cè)的條大小河流中，受到了不同程度污染。全國多個(gè)湖泊，凡能接納城鎮(zhèn)污水的，大多水質(zhì)受到污染。同時(shí)，大氣污染帶來的損失為億元，這主要有城市燃煤、工業(yè)企業(yè)排放廢氣及機(jī)動(dòng)車尾氣污染。此外，生態(tài)環(huán)境破壞和自然災(zāi)害帶來的損失為億元。其他污染如固體廢物排放、噪聲污染等造成的損失也高達(dá)億元。(摘自中國環(huán)境網(wǎng))（7）納米技術(shù)綠色世界顯身手納米技術(shù)的崛起，人類利用資源和保護(hù)環(huán)境的能力得到拓展。為徹底改善環(huán)境和從源頭上根本控制新的污染源產(chǎn)生，創(chuàng)造了條件，為今后的可持續(xù)發(fā)展提供具有高科技含量的環(huán)境保障。如把銀納米微粒加入到襪子中能夠清除腳臭味。采取了納米材料新設(shè)計(jì)的冰箱、洗衣機(jī)既可以抗菌，又可以除味，增強(qiáng)其防污性能。納米材料還可以降解有機(jī)磷農(nóng)藥、城市垃圾等?？梢灶A(yù)見，具有科技含量的綠色產(chǎn)品將成為未來世界主要商品市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。 （8）6月5日世界環(huán)境日聯(lián)合國系統(tǒng)和各國政府每年都在6月5日的這一天開展各項(xiàng)活動(dòng)來宣傳與強(qiáng)調(diào)保護(hù)和改善人類環(huán)境